Известны дифференцналыюфазные высокочастотные защиты лнний электропередачи с непрерывной циркуляцией токов высокой частоты по каналу линии, содержащие пусковые органы, орган манипуляции, орган сравнения фаз токов и выходную часть схемы, выполненные на релейных элементах.
Отличительная особенность нред,:юженной защиты зак,1ючается в том, что пусковые органы и орган манипуляции присоединены к одному комбинированному фильтру токов прямой и обратной последовагельности, причем пусковой орган защиты, включенный через дифференцирующую схему на полупроводниках, реагирует на скорость изменения тока фильтра.
Такое рещение позволяет упростить защиту, выполнив ее с меньшим количеством элементов.
На чертеже показана принципиальная схема защиты.
Манипуляция и пуск защиты при всех видах короткого замыкания осуществляются от одного токового органа /, выио.мненного с помощью комбинированого фильтра тока 1 + .
Если ток нагрузки, протекающий через комбинированный фильтр, достаточен, то осуществляется непрерывная постоянная манипуляция, т. е. постоянное сравнение фаз тока по концам линии. В зависимости от выбранного коэффициента К надежная манипуляция обеспечивается при токе положительной последовательности 1,1-2о и при, токах отрицательной последовательности 0,25-0,28с.
Пуск защиты на отключение осуществляется от скорости возрастания тока в дифференцирующем органе 2, дающей на выходе ток пропорциональный производной
Такой пуск защиты, от скачка тока, обеспечивает высокую ее чувствительность и отстройку от токов нагрузки. Чувствительность защиты на отключение, в зависимости от коэффициента 1, может
d(I, kl.)
№ 143871-2быть 0,5-la, для тока отрицательной последовательности, и 2-4а для тока положительной последовательности. Имеется в виду, что защита срабатьша.ет при .скачкообразном увеличении тока на указанные величины, прйчем чувствительность ее практически не зависит от предшествующего тока нагрузки от О до 6а. Продолжительность импульса на выходе диффер нцирующей схемы зависит от величины скачка на входе ее и изменяется от 0,2 сек при токе трогания, до 3 сек при пятидесятикратном токе. Такая продолжительность надежно обеспечивает отключение выключателя во всех случаях.
При резком спадании тока (после отключения сквозного короткого замыкания) происходит быстрый разряд конденсатора, благодаря чему схема практически мгновенно готова к повторному действию.
Орган 3 сравнения фаЗ токов определяет, где находится место повреждения, - в зоне действия защиты, или вне ее.
Сравнение фаз токов осуществляется в приемнике 4 ВЧ с помощью трансформатора сравнения. Каждый приемник принимает сигналы своего и противоположного передатчика.
При коротком замыкании в зоне токи по концам линии совпадают по фазе. Следовательно, на выходе приемников между импульсами имеются паузы в полпериода промыщленной частоты (пульсирующий ток), благодаря чему на выходе трансформатора появляется напряжение.
При коротком замыкании вне зоны токи по концам линии расходятся на угол около 180°. Импульсы заполняют паузы. В приемнике течет постоянный ток и на выходе трансформатора напряжение отсутствует.
Таким образом при коротком замыкании вне зоны на выходе ор1ана сравнения фаз напряжение отсутствует. При коротком замыкании в зоне фаза тока на одном конце линии изменяется на 180° и на выходе органа 3 сравнения фаз появляется напряжение, которое выпрямляется мостиком с германиевыми диодами и подается в логическую часть схемы 5 защиты. Установка угла блокировки может изменяться с помощью потенциометра за счет изменения напряжения подаваемого в логическую часть схемы 5 защиты. Однако защита действует только при наличии двух импульсов: от пускового органа 2 и органа 3 сравнения фаз.
Таким образом, для отключения необходимо выполнить логическую операцию, которая осуществляется в .первом каскаде двухкаскадного усилителя на полупроводниковых триодах. Первый каскад усилителя выполнен с нормально открытым триодом типа П-13, второй каскад на триоде типа П-4-нормально закрытым. В цепь коллектора второго триода включено выходное промежуточное реле, действующее непосредственно на отключение выключателя. Для отстройки защиты от трубчатых разрядников выходное реле работает с временем 0,06-0,08 сек. Надежное отключение выключателя обеспечивается сериесной катушкой реле.
Высокочастотный приемо-передатчик 6 выполнен на полупроводниках триодах и диодах на диапазон частот 25-100 кгц. Выбранный низкий диапазон частот дает возможность выполнить на полупроводниках достаточно надежно как передатчик, так и приемник. С другой стороны, в этом диапазоне следует ожидать наименьших взаимных помех при постоянной работе передатчиков.
Пуск передатчика и манипуляция осуществляются одновременно при подаче манипулирующего напряжения на передатчик. При этом передатчик пускается только в отрицательные полупериоды промышленной частоты и генерирует токи высокой частоты отдельными импульсами, длительность которых равна перерывам между ними.
Фаза этих импульсов соответствует фазе тока на данном конце линии.
При снятии манипулирующего напряжения работа передатчика прекращается.
При разработке защиты был исиользован ириемопередатчик ПВЗК с измененной схемой включения лампы манипуляции.
В нормальном режиме, если ток нагрузки больще тока манипуляции, передатчики пускаются и осуществляют манипуляцию, т. е. производится непрерывное сравнение фаз токов по концам линии. Защита готова к действию.
При коротком замыкании вне зоны срабатывает пусковой орган 2 по концам линии и подает один импульс на схему 5. Второй импульс на схему 5 от органа 3 сравнения не подается, так как токи по концам линии сдвинуты на угол, близкий к 180°, и напряжение на выходе органа 3 отсутствует.
При коротком замыкании в зоне защиты срабатывает пусковой орган 2 на обеих концах линии (или только на питающем конце для тупиковых линий) и подают импульс на схему 5. Кроме того, появляются напряжение на выходе органа 3, чем подается второй импульс на схему 5. Защита срабатывает и отключает линию с обеих сторон.
Во всех этих случаях возможны скачки тока, но угол между токами по концам линии близок к 180. Защита реагирует на указанные режимы, также как на короткое замыкание вне зоны.
При срабатывании трубчатых разрядников на защищаемой линии, на последней возникает кратковременное короткое замыкание, схема 5 срабатывает и импульс на выходное промежуточное реле 7. Через один-два периода (или меньще) разрядник гасит ток сопровождения и тем самым ликвидирует короткое замыкание на линии. Благодаря резкому уменьщению тока орган 2 практически мгновенно снимает импульс со схемы 5.
В это же время исчезает и импульс, создаваемый органом 3 сравнения фаз, так как токи по концам линии становятся повернутыми на угол, близкий к 180°. Следовательно, через один-два периода снимается импульс с выходного промежуточного реле 7. Благодаря задержке на 3-4 периода выходное промежуточное реле 7 не успевает сработать и предотвращает ложное действие защиты.
При включении линии электропередачи под напряжение на включенном конце протекает емкостной зарядный ток. При длине линии более 600 км и напряжении 110 кв и более 300 км и напряжении 220 кв этот ток достигает значительной величины и может привести к ложному срабатыванию защиты. Поэтому предлагаемая защита может применяться только на линиях меньщей длины.
При неисправности канала или приемо-передатчика на выходе органа 3 появляется напряжение, но благодаря отсутствию «апряжения на выходе пускового органа 2 ложной работы защиты не происходит.
Схема контроля исправности канала и приемо-передатчиков с небольшой выдержкой времени выводит защиту из действия и гтодаег сигнал о неисправности.
Предмет изобретения
Дифференциальнофазная высокочастотная защита линий электропередачи с непрерывной циркуляцией токов высокой частоты но каналу линии, содержащая пусковые органы, орган манипуляции, орган сравнения фаз и логическую схему, отличающаяся тем, что.
-3-Л9 143871
с целью упрощения защиты, пусковые органы и орган манипуляци.а присоединены к одному комбинированному фильтру токов прямой и обратной последовательности фаз, причем пусковой орган защиты, включенный через дифференцирующую полупроводниковую цепь реагирует на скорость изменения тока фильтра. .
